基于耦合T型空腔的多重法諾共振研究與應(yīng)用.pdf

1、隨著光子集成相關(guān)理論及其相關(guān)制備技術(shù)的發(fā)展，光集成電路也正朝著更高集成度的方向發(fā)展，其中高集成度的含義是：更多的功能器件集成到單獨(dú)一個(gè)芯片上，且光電子器件的尺寸足夠小。表面等離子激元已經(jīng)在納米光子學(xué)領(lǐng)域成為了重要的組成部分，它是傳導(dǎo)電子與電磁輻射相互作用形成的沿著介質(zhì)與金屬表面?zhèn)鞑サ碾娮邮杳懿?。它既可以克服傳統(tǒng)光學(xué)器件的衍射極限的限制，也可以減少由于金屬吸收損耗造成的傳播過程中的能量衰減。基于金屬-介質(zhì)-金屬的表面等離子激元波導(dǎo)技術(shù)，多

2、種光電子器件被設(shè)計(jì)成功，譬如：分光器、傳感器、共振器等。
　　本文提出由T型空腔和波導(dǎo)組成的四種金屬-介質(zhì)-金屬（MIM）波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，為了探究這些波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的光學(xué)響應(yīng)特性，本文使用COMSOL Multiphysics軟件的有限元方法進(jìn)行模擬仿真。首先，第一種波導(dǎo)結(jié)構(gòu)是T型空腔正置于波導(dǎo)一側(cè)，仿真結(jié)果出現(xiàn)了雙重法諾共振現(xiàn)象并且共振波長可以通過改變T型腔長度和高度進(jìn)行調(diào)節(jié)。該結(jié)構(gòu)有助于設(shè)計(jì)成靈敏度達(dá)到1620nm/RIU、品質(zhì)因數(shù)為45

3、.4?10的納米傳感器。然后，將T型空腔倒置于波導(dǎo)一側(cè)，仿真結(jié)果出現(xiàn)了多重法諾共振，且三個(gè)共振的敏感度互不相同，其中一個(gè)法諾共振與其他共振的調(diào)節(jié)方式相互獨(dú)立，靈敏度為1560nm/RIU，品質(zhì)因數(shù)為9.37×104，該結(jié)構(gòu)有望應(yīng)用于光束分路器。第三種波導(dǎo)結(jié)構(gòu)是雙T型空腔結(jié)構(gòu)，仿真結(jié)果出現(xiàn)了更多的法諾共振，該結(jié)構(gòu)為更復(fù)雜的光束分路器等功能提供了延伸。最后,對(duì)于嵌入式T型空腔結(jié)構(gòu)，仿真結(jié)果出現(xiàn)單一法諾共振現(xiàn)象，且有望設(shè)計(jì)成新型的納米傳感器。